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第一作者：J. Tong，Y. Fu

通訊作者：J. Tong，M. Lozada-Hidalgo

通訊單位：曼徹斯特大學

M. Lozada-Hidalgo，曼徹斯特大學高級講師，英國皇家學會大學研究員。

論文速覽

石墨烯作為選擇性屏障具有較大應(yīng)用潛力，特別是在質(zhì)子傳輸和加氫方面上的獨特性質(zhì)。石墨烯基面可以作為對質(zhì)子具有選擇性的屏障，對離子和氣體則不透過，擴大了在膜、催化和同位素分離等領(lǐng)域的應(yīng)用。

質(zhì)子可以化學吸附在石墨烯上，并誘導導體-絕緣體轉(zhuǎn)變，這一過程在石墨烯電子器件中進行了深入研究。然而，這些過程面臨能量障礙，研究者提出了引入空位、結(jié)合催化金屬或化學官能化晶格等多種策略來加速質(zhì)子傳輸。

本研究展示了通過雙門控石墨烯，可以獨立控制電場和電荷載流子密度，從而加速質(zhì)子傳輸并實現(xiàn)對質(zhì)子傳輸和晶格加氫的獨立控制。

圖文導讀

圖1：雙門控石墨烯設(shè)備的選擇性控制質(zhì)子傳輸和加氫。

圖2：雙門控石墨烯中質(zhì)子和電子傳輸?shù)莫毩⒖刂啤?/span>

圖3：雙門控石墨烯在邏輯和存儲應(yīng)用中的精確和穩(wěn)健的質(zhì)子傳輸和加氫控制。

總結(jié)展望

本研究的亮點在于通過雙門控技術(shù)實現(xiàn)了對石墨烯中質(zhì)子傳輸和加氫的精確控制。研究結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)電場和電荷載流子密度，可以加速質(zhì)子傳輸至接近設(shè)備的電解液電流極限，并且能夠精確且穩(wěn)健地驅(qū)動質(zhì)子傳輸和加氫過程。

這項工作不僅為石墨烯基的邏輯和存儲器件的開發(fā)提供了新的可能性，而且為研究二維電極-電解液界面的電化學過程提供了新的技術(shù)手段。論文中的數(shù)據(jù)支持了場效應(yīng)可以加速并解耦電化學過程的觀點，為二維晶體的電化學研究擴展了參數(shù)空間。

文獻信息

標題：Control of proton transport and hydrogenation in double-gated graphene

期刊：Nature

DOI：10.1038/s41586-024-07435-8

原創(chuàng)文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/06/22/fef9564a4c/

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